PA66/GF30振动工作平台的模态分析及优化

轻量化是机构优化设计的重要部分,在满足刚度与良好动态特性前提下,进行合理的厚度优化具有积极的意义。模态分析可以为振动工作平台的性能评估提供了一个强有力的工具,依据可靠的分析及实验,能获得有效的性能评估指标。本文借助ANSYS有限元理论对PA66/GF30振动工作台进行模态分析,得到设计机构的固有频率和固有振型,通过模态分析法来对机构进行动态性能分析,验算其结构设计能否达到总体设计要求,并对设计的振动工作平台厚度进行优化。     

瞬态流体激励下离心泵转子振动特性研究

以IS型离心泵三维模型为研究对象,采用计算流体动力学方法（CFD）对离心泵进行非定常流场数值模拟,进而得到作用在叶轮上的瞬态流体激振力。同时建立泵转子系统的二维有限元模型,将流体激振力作为外载荷施加在转子动力学模型上,研究了离心泵在不同工况下不平衡质量与所受流体激振力对叶轮处振动特性及其轴心轨迹的影响。通过对不同位置的轴承处特性进行对比,研究轴承处的振动特征。结果表明：叶轮所受流体激振力具有多种频率成分,且激振力随工况的偏移逐渐增大,泵转子系统在不平衡质量力与瞬态流体激振力作用下,叶轮处的振动幅值最大,其次为轴承处。     

针对锅炉烟风系统振动问题的设计优化

本文针对锅炉烟风系统振动的问题,提出了工艺设计优化方案,通过对风机选型参数和运行工况点的合理选取,对风机进出口管道的合理布局,对叶轮的改造,对风机进行变速调节,在风机出口装设再循环风门等改造后,可以改善或避免由于设计不合理而引起的振动。     

BB2泵的水力振动优化

以某BB2泵为研究对象,针对该泵在小流量工况下的振动超标问题,通过CFD定常、非定常分析计算与频谱分析、试验验证相结合的方法对原泵进行优化。结果表明:当叶轮叶片数和隔舌数互为倍数时,在小流量工况下泵体内振动加剧;通过改变叶轮通过频率、叶轮与蜗壳的匹配关系以及叶片型线可以改善泵体内部的流致振动问题。     

轴承预负荷及叶轮质量对高速泵转子动力性能的影响

为抑制振动、优化提升高速泵转子动力性能,对高速泵轴承及转子系统建模,分析轴承预负荷及不锈钢、钛合金诱导轮叶轮状态下对转子动力性能的影响,计算结果表明预负荷的增加能够抑制工作转速下的振动幅值,转子的稳定性降低,但对数衰减率在0.1之上,满足稳定性要求;相比不锈钢诱导轮叶轮,钛合金诱导轮叶轮状态下能够大幅提高转子的临界转速。试验及现场应用表明:振动位移的峰峰值能够控制在合理范围内。预负荷可倾瓦轴承及钛合金诱导轮叶轮的应用优化了转子的动力性能,解决了实际工程问题。     

基于ANSYS Workbench的离心压缩机叶轮有限元分析

对某型离心压缩机的叶轮使用UG建立实体模型,并使用ANSYS Workbench对叶轮进行强度分析和模态分析,分析叶轮应力大小、分布情况,查看叶轮固有频率并分析计算其前5阶非零振型,为进行不同类型叶轮的有限元分析和优化设计提供参考,提高叶轮设计开发的效率和精度。     

陶瓷抛光机磨头及其驱动部件的建模与动态特性分析

通过对陶瓷抛光机磨头及其驱动系统分别建立扭转振动模型和垂直振动模型,计算了磨头的固有振动特性,为抑制水平和垂直振动的磨头结构优化设计和振动控制器的设计提供参考。     

基于ANSYS的离心泵叶轮优化设计

在对原设计泵试验性能曲线分析的基础上,建立了以减小圆盘摩擦损失、提高离心泵效率为目标的叶轮优化设计数学模型,利用有限元分析软件ANSYS对离心泵的叶轮直径和出口几何参数进行优化设计。结果表明,优化后叶轮的圆盘摩擦损失有较为显著的下降,泵的效率有所提高。     

导叶叶片数对LNG四级潜液泵轴向力及首级叶轮流场的影响研究

应用CFD技术研究了导叶叶片数对LNG潜液泵首级叶轮压力和轴向力分布的影响,对一、三级导叶同时设计7、8、9三种叶片数,采用K-epsilon湍流模型进行了多工况数值模拟,并采用液氮工质进行了相关外特性试验验证,得到LNG泵内部首级叶轮压力分布以及轴向力特性。结果表明：潜液泵所受总轴向力在导叶数为8时最小,泵的整体效率最优。作用在首级叶轮上后盖板的轴向力大于前盖板。其中,导叶数为8时首级叶轮前后盖板轴向力最小,压力分布最均匀;而导叶数为9时,与叶轮叶片数9相同,运转时会有共同的倍频出现,在相同的倍频上振动累加,并诱发共振,导致前后盖板的轴向受力最大,叶轮前盖板所受轴向力相对于其他方案平均增加了3.45%;后盖板轴向受力绝对值平均增加1.88%。综上,导叶数为8时潜液泵的水力效率最优。     

合成气体压缩机的故障诊断与分析

通过对合成气体压缩机的轴振动突然变大的现象进行频谱分析判断机组故障。振动原因为转子叶轮内进入了破损过滤网造成转子动不平衡堵塞叶轮流道,叶轮流量减小造成引起噪音和喘振现象。据此制定正确的检修方案解决了机组振动噪音及喘振问题。     

柔性Rushton搅拌桨的振动特性

采用数值模拟的方法分析了课题组前期开发的实验室规模的柔性叶片Rushton搅拌桨的振动特性,并采用丹麦的Brüel & Kj?r及中国的东华振动测试仪进行了实验研究。结果表明,桨轴系统的第1~6阶振型为弯曲型,第7~12阶振型为扭转型。模拟得到的固有频率与实验结果吻合较好,均表明存在集聚现象;与干模态固有频率相比,湿模态固有频率有所降低。承受高频交变激励载荷时,桨轴系统存在明显的应力和应变谐响应。桨轴系统的固有频率随转速的增大而减小,随介质黏度的增大而增大。研究结果为柔性叶片Rushton搅拌桨的放大设计及工业应用奠定了基础。     

基于流固耦合的错位桨搅拌假塑性流体动力学特性

基于ANSYS Workbench分析平台,采用双向流固耦合计算方法,对错位六弯叶搅拌器）6PBT）和六弯叶搅拌器）6BT）的动力学特征进行了对比分析,根据桨叶与流体之间相互耦合运动特性,探讨了宏观流场的结构和搅拌功耗特性,分析了桨叶的变形和等效应力分布,并对6PBT桨在静态和预应力状态下的模态进行了对比研究。结果表明：同6BT桨相比,6PBT桨叶端部变形量增加了8%,端部应力提高了61%,而根部应力降低了6.7%,应力沿径向呈均匀化分布,这表明错位桨对流体的作用力更大,能够更快地传递能量,同时桨叶强度也得到相应提高;6PBT桨的静模态与预应力模态振型分布一致,在施加预应力后模态频率无明显改变,说明桨叶流场的流固耦合作用和预应力对桨叶模态的影响不大;随转速的增大,6PBT 桨的节能效果显现,体现出错位桨的优势。     

一种简单适用的离心叶轮工程测绘和绘型方法

介绍了一种工程上简单适用的离心叶轮的测绘方法,该方法简单、便捷、快速,较以往叶轮测绘方法简单、速度快、准确率高;根据叶轮水力设计理论采用方格网保角变换法进行叶轮水力尺寸的绘制,结果表明：通过该方法设计的叶轮,与原测绘叶轮的性能十分接近,完全能满足工程上的应用.     

裂解气压缩机驱动用汽轮机第4级事故动叶片的改型设计

针对某化工动力透平的事故叶片在事故分析的基础上进行改型设计。改型设计中针对叶片、轮缘的结构特点,提出了多种行之有效的改型措施,并在常规强度计算对方案进行选择的基础上,通过有限无法获得结构簿弱环节的详细应力资料,有效保证了新设计叶片的安全性。实际运行结果表明,改型后的叶片运行是安全的。     

Fast-flowing LBE corrosion of the SiC pump impeller: Numerical and experimental investigations

In order to determine the stress state and the specific dynamic corrosion behaviors of the cooling pump impeller in the liquid lead-bismuth eutectic alloy (LBE), the numerical and the experimental investigations on the fast-flowing LBE corrosion behaviors of the SiC impeller were conducted. The distributions of stress and displacement of the SiC impeller were simulated, and then the microstructure and mechanical properties of the corroded impeller were characterized. The results indicated that the SiC impeller met the strength requirement of 1000 rpm in LBE, and the dynamic LBE corrosion had little effect upon structure safety of the SiC impeller. The maximum stresses of the SiC impeller without and with LBE loading were .452 and 9.736 MPa, respectively. The maximum displacements of the SiC impeller without and with LBE loading were 76.385 and 4.096 μm, respectively. The LBE loading reduced the axial displacement of the impeller and acted as an impeller stabilizer to some extent. Blade elongating and flapping were the main vibration mode of the SiC impeller. The mechanical properties of the SiC impellers before and after corrosion were basically the same.     

Rushton桨搅拌槽内轴弯矩的数值模拟

针对搅拌槽内流体流动、柔性结构振动和流动流体与柔性结构相互作用(流固耦合)的特征,分别采用计算流体动力学(不考虑结构振动)、计算结构动力学(不考虑流体作用)和两种计算动力学相互瞬态耦合模拟(同时考虑结构振动和流体作用)研究Rushton桨搅拌轴的弯矩幅值平均和波动特性。研究结果表明:搅拌槽内流体充当了振动的阻尼作用,抑制了搅拌桨轴侧向振动的幅度,但主体流动的低频宏观不稳定性显著地增加了搅拌桨轴旋转的不稳定性,同时搅拌桨轴侧向振动增加了搅拌桨叶片上的流体载荷不稳定性,但对不均衡性影响很小;弯矩流体成分(来源于流体压力和粘性力)与结构成分(来源于结构重力和惯性力)之间夹角是随机的,但平均夹角接近于90°;耦合模拟结果与实验数据吻合较好,且明显优于计算流体动力学和计算结构动力学分离模拟计算结果。研究结果有助于深入理解搅拌槽内流固耦合对搅拌轴弯矩的影响,对搅拌设备的机械设计具有指导意义。     

离心式鼓风机损坏原因分析及改进措施

介绍了D70-81型离心式鼓风机的结构、性能,离心式鼓风机平衡鼓和叶轮轮毂损坏情况,从密封间隙设计、材料、操作、工艺、振动方面分析了平衡鼓和叶轮轮毂抱死损坏的原因,并提出通过保证轴承座与隔板同心度,按照实验测定ZL104的膨胀系数,重新调整平衡鼓和叶轮密封间隙,来延长离心式鼓风机运行周期。     

PTA RPF循环鼓风机叶轮强度有限元计算与分析

以某PTA RPF循环鼓风机叶轮为例,采用三维有限元方法,对叶轮与轴过盈配合的装配应力、工作转速时的动态应力及其固有频率进行了有限元计算与分析。着重分析了整个叶轮的应力分布和变形以及改进措施,在强度方面为叶轮的设计提供理论依据,以达到改进叶轮结构的目的。     

轴流式压缩机叶片断裂原因分析及改型设计

针对某轴流式压缩机的第1级叶片断裂事故,采用有限元方法对叶片的强度振动特性进行了计算,分析了叶片断裂的原因,在保证气动性能不变的条件下,采用抗疲劳强度更好的材料及增大叶片厚度的方法进行了改型设计,并进行调频设计,使叶片避开了高频和低频共振。     

Development and performance analysis of a novel agitated vessel

The objective of the present study was to design, fabricate and evaluate the performance of a novel airi-nducing impeller system with a specially designed air-inducing tube-set. The novel air-inducing impeller system, when attached to a conventional baffled agitated vessel, could convert it into an air-inducing reactor. Water was used as the working fluid and the characteristics of the impeller system such as critical speed, power consumption and gas holdup were investigated by varying the gas free liquid level, orifice immersion depth, bottom clearance and impeller speed. Results showed that this novel air-inducing impeller system induced the air at speeds lower than the critical speeds reported by most of the investigators in the literature.